Основы добычи нефти и газа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЕКЦИЯ

ОСНОВЫ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА

Ахмеджанов Т.К.

1. Гидропескоструйная перфорация скважин

нефть газ скважина торпедирование

Кроме перфорации скважин этот метод применяется для создания каналов, соединяющих ствол скважины с пластом, при кислотной обработке скважин и других методах воздействия на призабойную зону.

Метод гидропескоструйной перфорации основан на использовании кинетической энергии и абразивных свойств струи жидкости с песком, истекающей с большой скоростью из насадок перфоратора и направленной на стенку скважины. За короткое время струя жидкости с песком образует отверстие или прорезь в обсадной колонне и канал или щель в цементном кольце и породе пласта. Жидкость с песком направляется к насадкам перфоратора по колонне насосно-компрессорных труб с помощью насосов, установленных у скважины [30].

Насадки перфоратора диаметром 4,5 мм и длиной 20 мм, изготовляемые из абразивостойких сплавов, установлены под углом 2-3° к горизонтальной плоскости. Это повышает абразивное действие струи в результате изменения направления и снижения отрицательного действия отраженной струи, а также исключает разрушение корпуса насадок. В зависимости от вида перфорации насадки в перфораторе устанавливают различно. Для вскрытия пласта путем создания горизонтальной круглой щели четыре насадки размещаются в одной горизонтальной плоскости, в остальные гнезда ввинчиваются заглушки. При создании диаметрально противоположных вертикальных щелей насадки размещаются в вертикальной плоскости по две или три с каждой стороны перфоратора. Число и размещение насадок при создании каналов в породе определяется геолого-промысловыми условиями.

Колонну спущенных труб перед перфорацией опрессовывают на рабочее давление, для чего над перфоратором устанавливают шариковый клапан. После окончания промывки шарик извлекается на поверхность обратной промывкой, т.е. прокачкой жидкости в пространство между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами.

Для гидропескоструйной перфорации в нефтяных скважинах в качестве жидкости-песконосителя применяют нефть, а в нагнетательных скважинах - воду. В качестве абразивного материала используют отсортированный кварцевый песок фракции 0,5-0,8 мм. Концентрация песка в жидкости должна составлять 50-100 г/дм³. Скорость прокачки смеси жидкости с песком составляет 3,0-4,0 л/с на одну насадку. В этом случае скорость выходящей из насадки струи жидкости будет равна 200-260 м/с, а перепад давления в насадках - 18-22 МПа. Продолжительность перфорации одного интервала продуктивного пласта составляет 15-20 мин. После перфорации нижнего интервала перфоратор устанавливают и следующем верхнем. В новых интервалах установки перфоратора операция повторяется притом же режиме проведения процесса.

При гидропескоструйной перфорации применяют то же наземное оборудование, что и для гидравлического разрыва пласта насосные агрегаты, пескосмесительные машины и т.д. Подземное оборудование состоит из гидроперфоратора, спускаемого в скважину на насосно-компрессорных трубах.

2. Виброобработка забоев скважин

Сущность вибрационного воздействия на призабойную зону скважины состоит в том, что на забое скважины с помощью вибратора формируются волновые возмущения среды в виде частых гидравлических импульсов или резких колебаний давления различной частоты и амплитуды. В результате вибровоздействия повышается проводимость пластовых систем вследствие образования новых и расширения старых трещин и очистки призабойной зоны.

Для осуществления процесса в скважину на насосно-компрессорных трубах спускается гидравлический вибратор золотникового типа, который устанавливается против выбранной для обработки части продуктивной зоны пласта. Рабочая жидкость прокачивается по трубам и, проходя через вибратор, генерирует непрерывную серию гидравлических ударов. Колебания создаются путем периодических перекрытий потока рабочей жидкости, протекающей через золотниковое устройство вибратора.

Гидравлический вибратор золотникового типа показан на рис 1. В корпусе вибратора расположен жестко закрепленный ствол 1- стакан со щелевыми прорезями на образующей цилиндра. В донной части ствола имеется цилиндрическое отверстие. На стволе свободно вращается цилиндрический золотник 2 со щелевыми прорезями, выполненными под некотором углом к образующей. На золотнике прорези также выполнены под углом к образующей, но в противоположном направлении к отверстиям в стволе. В результате образуется турбинное устройство, у которого направляющим аппаратом является ствол с косыми прорезями, а рабочим колесом - золотник с направленными под углом прорезями. Кроме щелевых отверстий в стволе имеются пусковые отверстия, позволяющие запускать золотник при перекрытии щелей в стволе.

Золотник устанавливается на шариковых опорах 3. При прокачивании рабочей жидкости золотник за счет ее истечения из щелевых прорезей начинает вращаться. Вращаясь, золотник перекрывает поток рабочей жидкости, в результате чего образуются гидравлические удары, частота которых зависит от числа щелей и частоты вращения золотника и может быть доведена до 30 000 ударов в минуту. Гидравлический удар сопровождается подъемом давления, что способствует резкому импульсному истечению жидкости из донного отверстия ствола. Кроме этого, периодическое истечение жидкости из щелей при вращении золотника создает циклические колебания в окружающей среде (жидкости).

Рис. 1. Гидравлический вибратор золотникового типа

При виброобработках у скважины устанавливают обычно два насосных агрегата для создания непрерывной струи рабочей жидкости во время переключения агрегата с одной скорости на другую. Устье скважины оборудуется так же, как и при гидравлическом разрыве пласта.

В качестве рабочих жидкостей применяют нефть, раствор соляной кислоты, растворы ПАВ и др.

3. Разрыв пласта давлением пороховых газов

Этот метод основан на образовании трещин в горной породе за счет энергии пороховых газов, образующихся при сгорании заряда в специальном аппарате.

Применение в зависимости от глубины обрабатываемого интервала разных по массе пороховых зарядов (3; 5; 7; 10, 15 кг) позволяет создавать в скважине давление, равное полному горному или превышающее его, тем самым обеспечивая условия для образования новых или расширения естественных трещин. Вследствие необратимости процесса деформации пород после снятия давления частично сохраняются каналы. Последнее позволяет отказаться от проведения операции по закреплению трещин.

Разрыв пласта давлением пороховых газов рекомендуется проводить в нефтяных, газовых или нагнетательных скважинах, продуктивные пласты которых сложены из плотных, трещиноватых известняков, доломитов и неглинистых песчаников.

4. Торпедирование скважин

Процесс торпедирования для увеличения притока нефти и газа в скважины состоит в том, что заряженную взрывчатым веществом (ВВ) торпеду спускают в скважину и взрывают против продуктивного пласта. При взрыве торпеды образуется каверна, в результате чего увеличивается диаметр скважины и сеть трещин, расходящихся от скважины в радиальном направлении.

Взрывные методы воздействия применяют также при освобождении прихваченных бурильных и обсадных труб, для разрушения на забое металлических предметов, которые не удается извлечь, для разрушения плотных песчаных пробок и т д.

Для торпедирования применяют взрывчатые вещества бризантного (дробящего) типа. К ним относятся: ВВ из нитросоединений ароматического ряда (тротил, тетрил, гексоген); из нитратов или эфиров азотной кислоты (ТЭН, нитроглицерин и др.), из смесей и составов (аммониты и динамиты).

Торпеды чаще всего взрывают в скважинах с открытым забоем. Для предохранения обсадных труб от разрушения над торпедой устанавливают пробку (забойку) - жидкую или твердую. В качестве жидкой пробки используют нефть, воду или глинистый раствор, в качестве твердой - песок, глину или цементный мост.

Размещено на Allbest.ru